Unidade 4|Produção de alimentos e
              sustentabilidade


1- Microrganismos e indústria alimentar
  1.1 Fermentaç...
Qual é a importância dos microrganismos na indústria alimentar?




              Queijo      Os microrganismos
          ...
Desde a Antiguidade que o Homem
                      recorre aos microrganismos.



Considera-se que a    As referências ...
1.1 Fermentação e actividade enzimática

Qual o interesse dos fenómenos fermentativos na produção de alimentos?




      ...
Quais são os processos metabólicos que tornam os microrganismos úteis na indústria
alimentar?




                        ...
Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano
                                         7
  Fermentação e actividade enzimática
O ácido pirúvico pode ser
                                         degradado em álcool etílico,
                          ...
Algumas bactérias podem
                                                    degradar o ácido pirúvico
                    ...
Respiração aeróbia




Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano
                                         10
  Fermentação e ...
Que relação existe entre a actividade enzimática e os microrganismos?



                                                 ...
Como actuam as enzimas nas reacções?




    O centro activo da
    enzima apenas               Ocorrem interacções
      ...
B – Reacção de análise (catabolismo)


As enzimas podem favorecer o estabelecimento de
ligações químicas ou a sua ruptura....
Depois de actuar, a enzima fica livre, podendo
   ligar-se a novas moléculas de substrato




                        Prof...
Ocorre uma diminuição da
                     concentração dos substratos
                     (reagentes), que são consum...
Muitas enzimas necessitam                         Cofactores substância
de outros compostos para                          ...
Modelos de ligação enzima-substrato

               Modelo de Fischer ou de chave-fechadura



                          ...
Modelo de Koshland ou do encaixe induzido

Substrato                                                           Produtos

...
Como é que as células, nomeadamente os microrganismos, regulam a actividade das enzimas?


  Existem compostos que se     ...
Inibição enzimática


    Inibição irreversível


                                                       O inibidor combi...
Inibição reversível
                                        O inibidor liga-se temporariamente à enzima,
                ...
Como regular a actividade de enzimas organizadas em vias metabólicas?

  O produto de uma reacção
  enzimática é o substra...
Controlo das vias metabólicas


                                                             Quando a concentração do
    ...
Qual é a importância de conhecer os factores que afectam a actividade enzimática?


                                      ...
Temperatura
                            A maioria das enzimas, nomeadamente as
                               humanas, ac...
O pH influencia a
                                 carga dos
                              aminoácidos que
pH
           ...
Factores que afectam a actividade enzimática

 Concentração da enzima


                                           O aume...
Classificação e nomenclatura das enzimas




           Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano
                           ...
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  1. 1. Unidade 4|Produção de alimentos e sustentabilidade 1- Microrganismos e indústria alimentar 1.1 Fermentação e actividade enzimática Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 1 Fermentação e actividade enzimática
  2. 2. Qual é a importância dos microrganismos na indústria alimentar? Queijo Os microrganismos são essenciais Iogurte na produção de alimentos Vinagre Vinho Cerveja Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 3 Fermentação e actividade enzimática
  3. 3. Desde a Antiguidade que o Homem recorre aos microrganismos. Considera-se que a As referências ao A produção de compotas A salga e a seca produção de queijo vinho remontam há e picles permite conservar permitem (produzido a partir 3000 anos, os alimentos por longos desidratar os do leite de cabra tornando-se um períodos de tempo, pois alimentos e inibir o coalhado) foi importante produto os elevados teores de crescimento de iniciada pelos comercial desde a açúcar e ácidos inibem o microrganismos árabes. Antiguidade crescimento da maioria dos organismos contaminante Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 4 Fermentação e actividade enzimática
  4. 4. 1.1 Fermentação e actividade enzimática Qual o interesse dos fenómenos fermentativos na produção de alimentos? Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 5 Fermentação e actividade enzimática
  5. 5. Quais são os processos metabólicos que tornam os microrganismos úteis na indústria alimentar? Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 6 Fermentação e actividade enzimática
  6. 6. Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 7 Fermentação e actividade enzimática
  7. 7. O ácido pirúvico pode ser degradado em álcool etílico, com a formação de CO2. É essencial na produção de bebidas alcoólicas e pão, sendo realizado por leveduras. Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 8 Fermentação e actividade enzimática
  8. 8. Algumas bactérias podem degradar o ácido pirúvico em ácido láctico, diminuindo o pH dos alimentos. É essencial na formação doiogurte Algumas bactérias podem degradar o álcool em ácido acético, diminuindo o pH dos alimentos. É essencial na formação do vinagre Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 9 Fermentação e actividade enzimática
  9. 9. Respiração aeróbia Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 10 Fermentação e actividade enzimática
  10. 10. Que relação existe entre a actividade enzimática e os microrganismos? As enzimas permitem aumentar a velocidade da reacção, sendo essenciais no metabolismo de todos os seres vivos. No entanto, mesmo na presença de enzimas, a velocidade atinge um valor máximo, que se torna constante Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 11 Fermentação e actividade enzimática
  11. 11. Como actuam as enzimas nas reacções? O centro activo da enzima apenas Ocorrem interacções Após a reacção, os reconhece os entre os reagentes e produtos libertam-se e reagentes o centro activo da a enzima fica livre (substratos) enzima para reagir com específicos mais reagentes, não se gastando neste processo A – Reacção de síntese (anabolismo) Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 12 Fermentação e actividade enzimática
  12. 12. B – Reacção de análise (catabolismo) As enzimas podem favorecer o estabelecimento de ligações químicas ou a sua ruptura. É a estrutura molecular do centro activo que define a afinidade das enzimas aos seus substratos. Este modelo de actuação enzimático designa-se por modelo de chave fechadura. Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 13 Fermentação e actividade enzimática
  13. 13. Depois de actuar, a enzima fica livre, podendo ligar-se a novas moléculas de substrato Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 14 Fermentação e actividade enzimática
  14. 14. Ocorre uma diminuição da concentração dos substratos (reagentes), que são consumidos. Pelo contrário, ocorre a produção de produtos a partir dos substratos. As enzimas formam um complexo com os substratos, que deixa de existir no final, quando a concentração de substratos é reduzida A concentração da enzima livre diminui, mas retoma aos valores iniciais no final da reacção. Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 15 Fermentação e actividade enzimática
  15. 15. Muitas enzimas necessitam Cofactores substância de outros compostos para não proteica actuarem Apoenzima – Inorgânico – Orgânico – coenzimas, parte proteica iões metálicos por ex. enzimas Apoenzima + cofactor holoenzima Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 16 Fermentação e actividade enzimática
  16. 16. Modelos de ligação enzima-substrato Modelo de Fischer ou de chave-fechadura Formação do produto –duas moléculas de glicose O centro activo tem uma estrutura permanente onde apenas pode ajustar-se um tipo de substrato. Este modelo está em sintonia com a especificidade absoluta Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 17 Fermentação e actividade enzimática
  17. 17. Modelo de Koshland ou do encaixe induzido Substrato Produtos Enzima O substrato, ao ligar-se à Substrato enzima, induz alteração na O centro activo aproxima-se estrutura da molécula, de adquire a sua do centro modo que os aminoácidos do estrutura inicial activo centro activo se “moldam”, formando um centro activo complementar. Este modelo explica a actividade de certas enzimas sobre substratos ligeiramente diferentes. Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 18 Fermentação e actividade enzimática
  18. 18. Como é que as células, nomeadamente os microrganismos, regulam a actividade das enzimas? Existem compostos que se Indutores ligam à enzima, afectando a sua funcionalidade: Inibidores Indução A ligação do indutor provoca modificações no centro activo, permitindo a actuação enzimática Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 19 Fermentação e actividade enzimática
  19. 19. Inibição enzimática Inibição irreversível O inibidor combina-se permanentemente com a enzima, inibidor através de ligações covalentes, tornando-a inactiva ou provocando a sua destruição. enzima Muitos venenos são inibidores irreversíveis, como é o caso do DDT, do cianeto, do mercúrio … Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 20 Fermentação e actividade enzimática
  20. 20. Inibição reversível O inibidor liga-se temporariamente à enzima, através de ligações fracas. Quando se dissocia, a enzima torna-se activa e funcional. Inibição competitiva Inibição não competitiva O inibidor liga-se ao centro activo, O inibidor liga-se ao centro alostérico competindo com o substrato, e provocando uma alteração do centro diminuindo a actividade da enzima. activo e a enzima deixa de ser activa. Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 21 Fermentação e actividade enzimática
  21. 21. Como regular a actividade de enzimas organizadas em vias metabólicas? O produto de uma reacção enzimática é o substrato da reacção seguinte. Numa via metabólica, uma série de enzimas participam na conversão de um substrato a um produto final. Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 22 Fermentação e actividade enzimática
  22. 22. Controlo das vias metabólicas Quando a concentração do produto final é elevada , este liga-se ao centro alostérico da primeira enzima da cadeia, bloqueando toda a sequência. Quando a concentração do produto resultante dessa via, começa a diminuir, as moléculas libertam-se do centro alostérico, permitindo que a enzima se torne de novo activa, iniciando a actividade catalítica. Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 23 Fermentação e actividade enzimática
  23. 23. Qual é a importância de conhecer os factores que afectam a actividade enzimática? As enzimas são essenciais no metabolismo de todos os organismos É necessário conhecer os factores que afectam a actividade das enzimas, principalmente dos microrganismos associados à produção, conservação e tratamento dos alimentos. Permitirá melhorar as condições de actuação dos microrganismos, de modo a melhorar a produção de alimentos. Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 24 Fermentação e actividade enzimática
  24. 24. Temperatura A maioria das enzimas, nomeadamente as humanas, actuam para valores de temperaturas próximos de 37ºC Para temperaturas elevadas ocorre a desnaturação definitiva das enzimas. Só actuam para intervalos de temperatura muito específicos, sendo importantes na produção de alimentos. Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 25 Fermentação e actividade enzimática
  25. 25. O pH influencia a carga dos aminoácidos que pH compõem a enzima. Como a carga é importante na estrutura tridimensional dos centros activos, influenciará a actividade das enzimas Só actuam para intervalos de pH muito específicos, sendo importantes na produção de alimentos. Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 26 Fermentação e actividade enzimática
  26. 26. Factores que afectam a actividade enzimática Concentração da enzima O aumento do teor de enzimas permite aumentar a velocidade de conversão dos produtos Concentração do substrato Para concentrações elevadas, todos os centro activos ficam saturados, com estabilização da velocidade máxima. Com o aumento da concentração de substrato verifica-se um aumento da velocidade. Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 27 Fermentação e actividade enzimática
  27. 27. Classificação e nomenclatura das enzimas Professora Rosa Pinho|Biologia|12º Ano 28 Fermentação e actividade enzimática

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